1 января, 2002

Как мы учились распознавать космические объекты

В начале 1960-х гг., с появлением спутников, часть из которых были военного назначения, возникла задача их идентификации и контроля параметров орбит. Исключительная роль в решении этой задачи принадлежит 45-му Специальному научно-исследовательскому институту Министерства обороны СССР. О начальном периоде формирования соответствующих структур и технических систем рассказывает доктор технических наук, профессор, лауреат Государственной премии СССР, почетный академик Российской академии космонавтики имени К.Э.Циолковского Александр Леопольдович Горелик.

Начиналось дело так. В 1962 г. мне поручили возглавить 10-й отдел 45 СНИИ МО, предназначенный для организации работ, связанных с испытаниями системы противокосмической обороны (СПКО), которая разрабатывалась под руководством двух выдающихся ученых и конструкторов нашей страны академиков, Героев Социалистического труда, лауреатов Ленинской и Государственной премий СССР Владимира Николаевича Челомея и Анатолия Ивановича Савина.

Разобравшись в принципах построения этой системы, я выявил, что не установлено, кто и по каким признакам будет выдавать целеуказания на поражение конкретных космических объектов. Необходимо было создать комплекс, позволяющий определять назначение и орбитальные параметры каждого иностранного спутника. Руководство поручило мне разработать аванпроект системы, которая получила название Система контроля космического пространства (СККП).

Аванпроект подготовили в рекордно короткий срок - за две недели. Документ был рассмотрен в 4 ГУ МО и одобрен. В начале 1963 г. вышло Постановление ЦК КПСС и СМ СССР, в соответствии с которым в нашем институте создавалось новое подразделение - Управление контроля космического пространства (УККП), были определены организации, ответственные за строительство Центра контроля космического пространства (ЦККП), оснащение его вычислительной техникой, линиями связи и аппаратурой передачи данных.

Наибольший вклад в создание и работу УККП внес генерал Александр Дмитриевич Курланов. В управлении были созданы отделы, предназначенные для разработки баллистических задач - расчета орбитальных параметров обнаруженных космических объектов (КО), прогнозирования изменений параметров во времени, выдачи целеуказания оптическим и радиолокационным средствам наблюдения. Интересно отметить, что до появления цифровых вычислительных машин решение задач определения орбитальных параметров КО, прогнозирование изменений этих параметров и выдачу целеуказания оптическим средствам наблюдения Астросовета АН СССР сотрудники осуществляли вручную на специально изготовленных планшетах. Трудно понять, как этим специалистам удавалось добиваться отличной точности получаемых результатов.

Большую работу по управлению процессом строительства ЦККП проводили сотрудники УККП под руководством начальника института И.М.Пенчукова и полковников Б.Е.Белоцерковского и Б.Н.Ананьина. Эта работа базировалась на специально разработанной системе программного планирования и управления - аналоге американской системы PERT. При этом предусматривались не только контроль и управление процессом строительства здания ЦККП, но и оснащение его средствами связи и вычислительной техники. И, кроме того, планировалось строительство жилого городка, где вскоре стали жить офицеры вновь сформированной воинской части. Удивительно, но за короткий срок (1964-1967 гг.) был построен ЦККП и целый городок, включая Дом офицеров, столовую, магазины, не говоря об автомобильной дороге, связывающей ЦККП с Москвой и г. Ногинском.

Мне поручили организовать и возглавить отдел распознавания иностранных спутников. Впоследствии на базе этого отдела были созданы отделы: теоретический, радиолокационных и радиотехнических средств, оптических средств. Кроме того, из вычислительного центра института в УККП перевели отдел аналоговых машин, который был переориентирован на создание моделирующего комплекса. Все эти отделы решали соответствующие задачи распознавания КО и были подчинены мне, как заместителю начальника УККП.

Использование радиолокационной информации для распознавания КО потребовало разработки новых методов анализа радиолокационных сигнатур, позволяющих получать важнейшую информацию о спутниках - их габариты, характер стабилизации, баллистический коэффициент и т.д. На первых порах использовались штатные радиолокационные средства систем ПРО, ПКО, на которых, не без труда, удалось организовать запись отраженных радиолокационных сигналов, служивших исходной априорной информацией для разработки новых методов определения некоординатных параметров (признаков) КО, используемых для их распознавания. Предпринимались попытки договориться с радиопромышленностью о конструировании специализированных радиолокационных средств, но они успехом не увенчались. Только в начале 1980-х гг. началась разработ-ка специализированного радиолокационного комплекса для контроля космического пространства "Крона".

В рамках работ по созданию принципиально новых технических средств для получения некоординатной информации о КО, необходимой для их распознавания, важная роль принадлежала двум научным и инженерным направлениям. Первое из них - фотометрирование КО. По-видимому, пионером в этой области в СССР был Виталий Михайлович Григоревский, который в 1961-1962 гг. с помощью самодельного фотометра, установленного на оптической установке, регистрировал так называемые "кривые блеска" спутников, то есть отраженные ими солнечные лучи. Впоследствии были созданы достаточно совершенные фотометрические средства, разработаны методы, алгоритмы и программы обработки некоординатной оптической информации. Фотометры установили на многих полигонных кинотеодолитных станциях и на ряде оптических средств Астросовета АН СССР.

В то же время по представлению УККП было принято правительственное решение о создании Специализированного оптического комплекса (шифр "Окно"). Его разработку поручили выполнять Красногорскому механическому заводу. Физический макет комплекса изготовили в середине 70-х годов, он был установлен на горе недалеко от Абастуманской обсерватории в Армении и отлично выдержал все испытания.

Второе направление - создание специализированных средств радио- и радиотехнической разведки, предназначенных для перехвата информации, сбрасываемой иностранными ИСЗ на наземные пункты наблюдения. Анализ этих данных с использованием специально разработанных методов (алгоритмов и программ) позволял определять типы бортовой радиотехнической аппаратуры: телеметрическая, связи, навигационная, радиолокационная, для видовой обзорной или детальной разведки и т.п.

За короткий срок были построены объекты радио- и радиотехнической разведки в разных точках Советского Союза, связанные с Центром системы, расположенным под Москвой. Система в целом получила шифр "Звезда".

Понятно, что наиболее достоверную информацию об иностранных спутниках могли бы дать космические аппараты-инспекторы, обладающие достаточными энергетическими возможностями для того, чтобы приблизиться к зарубежному ИСЗ и произвести с близкого расстояния его фотографирование. Постановление Комиссии Совета Министров СССР по Военно-промышленным вопросам (ВПК) о выполнении комплексной НИР по исследованию целесообразности и возможности создания космического спутника-инспектора было принято 5 августа 1965 г.

Для обеспечения проведения необходимых экспериментов специалисты УККП разработали специальную систему баллистического обеспечения, позволяющую обнаруживать и определять орбитальные параметры всех КО, находящихся на высотах от 200 до 500 км. Это позволило в июле 1974 г. космонавту П.Р.Поповичу с корабля "Союз-14", по целеуказаниям с Земли, с помощью специального оптического прибора "Сокол", обнаружить американскую космическую станцию "Скайлэб" и произвести необходимые измерения.

Для подготовки космонавтов к выполнению подобных экспериментов в нашем институте был создан специальный лабораторный комплекс - тренажер. На нем космонавты - П.Попович, А.Николаев, В.Севостьянов, Б.Волынов и ряд других, отрабатывали способы обнаружения космических объектов на фоне звездного неба, сближения с этими объектами и их распознавания, используя при этом специально разработанную Институтом кибернетики Украинской АН специализированную цифровую логическую ЭВМ "Белка". В мастерских московского Политехнического музея были изготовлены модели отечественных ИСЗ, которые и распо-знавали космонавты, проходившие курс обучения на лабораторном комплексе.

К сожалению, мне не удалось в этой сфере деятельности решить две задачи. Первая - договориться с ведущими конструкторами ракетно-космической техники о разработке специального ИСЗ-инспектора. Я дважды ездил в г.Днепропетровск к М.К.Янгелю, но создать пилотируемый космиче-ский корабль, способный переходить с одной орбиты на другую с изменением угла наклона орбиты, он не брался.

Вторая задача состояла в том, чтобы использовать космический аппарат, входящий в систему ПКО, для фотографирования и телевизионного наблюдения за спутником-мишенью. Для решения этой задачи требовалось снять с аппарата боевую часть и вместо нее установить аппаратуру визуального наблюдения. Однако, хотя научно-технический совет ВПК принял по этому вопросу положительное решение, на практике реализовать его не удалось.

И, тем не менее, были выполнены две работы в космическом пространстве, которыми вполне можно гордиться. Первая состояла в следующем. В конце 60-х гг. как отечественные, так и иностранные ИСЗ стали оснащаться ядерными и изотопными энергетическими установками. Соответственно, понадобилась специальная бортовая аппаратура для отечественных спутников, которая могла бы дистанционно определять факт наличия на борту иностранных ИСЗ ядерных установок.

Мне удалось договориться о разработке соответствующей аппаратуры в Научном институте ядерной физики МГУ. Изделие получило наименование "Рябина-1", а его усовершенствованный вариант - "Рябина-2". Это оборудование установили на кораблях "Союз-3" и "Союз-4" для изучения параметров ядерного фона в космосе. Кроме того, по целеуказаниям с Земли, при появлении на определенном расстоянии от космического корабля отечественных ИСЗ, снабженных ядерной энергетической установкой, аппаратура "Рябина" обнаруживала этот источник ядерных излучений и определяла его энергетические характеристики. Таким образом, экспериментально была доказана возможность с борта ИСЗ-инспектора обнаруживать и документировать факт наличия на борту инспектируемого спутника источников ядерных излучений.

Вторая работа выполнялась совместно с конструкторским бюро, возглавляемым Дмитрием Ильичом Козловым (г.Самара). Мы предложили провести доработку некоторых ИСЗ, создаваемых в этом КБ, связанную с их маскировкой. Это было необходимо для оценки снижения эффективности отечественной системы распознавания ИСЗ при применении на иностранных спутниках маскирующих элементов конструкции и формирования методов, алгоритмов и программ, позволяющих достаточно эффективно распознавать зарубежные аппараты в условиях их маскировки. Работу сделали в рекордно короткие сроки, осложнив функционирование американской системы распознавания, входящей в систему "Спадатс".

В связи с построением нашей системы распознавания ИСЗ вспоминается один курьезный случай. В середине 70-х гг. вызывает меня начальник института и предлагает поехать на совещание, которое должен был проводить главком Ракетных войск стратегического назначения (РВСН) главный маршал артиллерии Владимир Федорович Толубко. Приехали. На совещании присутствовали представители КГБ, ГРУ ГШ, Главного штаба РВСН. Маршал В.Ф.Толубко объяснил цель совещания. Выходило так, что американцы определяют тип наших спутников, как только они выходят на орбиту. Главком предлагал выявить действующего против нас шпиона.

Ход обсуждения показал, что приглашенные не имеют никакого понятия о существовании американской системы контроля космического пространства "Спадатс", о технических средствах наблюдения, входящих в нее, их размещении и оперативно-тактических и технических возможностях. Главком согласился выслушать мое сообщение о реальном положении дел. Сказал я и о том, что в системе "Спадатс" уже в 1957 г. была образована группа, теперь насчитывающая 200 специалистов-аналитиков, предназначенная для обработки и анализа всей доступной информации о наших спутни-ках, построения их "портретов" - радиолокационных, фотометрических, радиотехнических. Уже после совещания, в частной беседе с главкомом, мы достаточно подробно проинформировали его о том, что и у нас создается аналогичная система. Это явилось откровением для главного маршала, и он, поблагодарив нас, заметил: "Я всегда думал, что у нас между видами Вооруженных Сил существуют заборы много повыше, чем между нами и американцами". Мы, конечно, и не подумали возражать.

В заключение стоит рассказать о ситуации, возникшей в связи с запуском Китаем своего первого искусственного спутника Земли. Это событие произошло совершенно неожиданно для всех высших ступеней иерархической лестницы нашей страны. Не знаю, правда это или нет, но говорили, что такая ситуация возникла из-за того, что Н.С.Хрущев ликвидировал нашу разведку в Китае.

Из Генштаба поступила команда: дать, по возможности, наиболее полную информацию об этом ИСЗ. Получив координатную и некоординатную радиолокационную информацию о китайском аппарате, специалисты нашего управления получили значения его габаритов и массы, что позволило оценить энергетические возможности ракеты-носителя, с помощью которой его запустили. Легко понять, что эта информация имела стратегическое значение. Кроме того, мы установили, что спутник покрыт, по-видимому, стеклопластиком (по крайней мере, токонепроводящим материалом), так как период его вращения вокруг центра масс длительное время оставался практически неизменным.